Colectores de Admisión Resistentes al Calor Impresos 3D Dan Ventaja Competitiva a Motos de Competición

Andrea Pirazzini, fundador de Help3D, ha aprovechado impresoras 3D Formlabs para crear un colector de admisión personalizado para su pit bike, que compite en la 12 Pollici Italian Cup.

En busca de una curva de potencia perfectamente lineal, Pirazzini empleó simulaciones fluidodinámicas para refinar geometría del colector, eliminando necesidad de bridas de reducción que pueden crear caídas de presión localizadas.

Adoptando impresión 3D, pudo iterar múltiples diseños a coste mínimo, evaluarlos al día siguiente y asegurar ventaja de rendimiento en pista. El compañero de equipo Elia Marescutti ganó el campeonato 2021 montando una bici equipada con colector impreso 3D.

La motocicleta del campeón 2021 S1 Over presentaba un colector personalizado impreso en Form 3.

Ingeniería Inversa del Colector para Optimizar Rendimiento

Desde 2012, Pirazzini ha usado impresión 3D para piezas funcionales pequeñas en sus motos. Dudó en abordar componentes mayores resistentes al calor hasta que Rigid 10K Resin estuvo disponible.

Tras revisar a fondo sus especificaciones, decidió desafiar el mecanizado tradicional de aluminio de colectores de admisión. Intentos previos con FDM fallaron por fugas de aire que disruptaban operación del carburador y salida del motor.

Comenzó escaneando en 3D el motor de cuatro tiempos, dos válvulas de la pit bike y su chasis y carburador circundantes. Los datos alimentaron Autodesk Fusion 360, permitiendo dimensionado y posicionamiento preciso del colector para prevenir colisiones con chasis o escape.

Usando CAD, Pirazzini alineó el diámetro de entrada de culata con el carburador, eliminando escalones que podrían causar caídas de presión o turbulencia. También diseñó trompetas y conductos de admisión.

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Diferentes versiones del colector de admisión impresas en Form 3 se muestran a continuación.

Cuando las reglas del campeonato requirieron limitar potencia, Pirazzini modeló un colector que limitaba caballos sin sacrificar linealidad. Un banco de pruebas le permitió identificar el diseño óptimo para cada configuración de motor.

El resultado fue una curva de entrega extendida a RPMs más altos, logrando aproximadamente 1 HP (≈10 %) más potencia que un colector mecanizado convencional manteniéndose dentro de regulaciones del campeonato.

Usando Rigid 10K Resin para Imprimir Objetos Resistentes al Calor

El colector final se produjo en Form 3 con Rigid 10K Resin a altura de capa 100-micrón, produciendo superficie lisa libre de líneas de capa visibles. Pirazzini finalizó la pieza con lija base agua, práctica común para impresiones SLA que logran estanqueidad inherente.

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El tiempo de impresión osciló entre dos horas y dos horas cuarenta y cinco minutos, según grosor y tamaño. Cada pieza costó entre 10 € y 12 €. Pirazzini pudo imprimir hasta siete variantes diferentes de colector durante la noche, testándolas al día siguiente.

Andrea Pirazzini, fundador de Help3D

"En el mundo de la impresión 3D, PreForm es el programa más simple y de mejor rendimiento que he usado nunca."

Dos versiones de colectores de admisión listas para enviar a impresión usando PreForm.

En PreForm, usuarios pueden orientar piezas manualmente o dejar que el software auto-oriente. Pirazzini encontró la auto-orientación valiosa porque minimiza estructuras de soporte, que pueden añadirse o removerse según necesidad. El software alerta al usuario si faltan soportes críticos.

Andrea Pirazzini, fundador de Help3D

"Una cosa muy buena del Form 3 es que el tamaño del soporte en contacto con la impresión es minúsculo, dejando muy poco residuo que remover."

Los Resultados

El colector impreso en Form 3 de Pirazzini soporta temperaturas extremas y permanece instalado en su pit bike. Imagen térmica reveló que el colector de resina Rigid 10K con aletas de refrigeración operaba 40–50 °C más fresco que un colector de aluminio estándar.

Tras una carrera de 20–25 minutos a temperatura ambiente de unos 33 °C, el colector impreso podía tocarse sin incomodidad, demostrando su gestión de calor superior.

Próximos Proyectos

El éxito del colector de admisión es solo el comienzo. Pirazzini planea usar resina Rigid 10K para paquetes de válvulas de láminas en motores dos tiempos, cubiertas de taqués, bridas de reducción para acoplamientos de culata, y cualquier otro componente estanco al aire.